我国是农业大国，据统计全国每年产出近10亿吨农作物秸秆。过去有些地方在农作物丰收季节，把秸秆一把火烧掉，不但造成资源浪费，而且造成大气污染。近年来，吉林省柳河县从本地实际出发，按照玉米秸秆“全消纳、零排放”的发展目标，从源头上破解玉米秸秆处理难题，将秸秆生物质炭化制成炭基复合肥，改良土壤，并以此来助推山葡萄、水稻等当地优势产业发展，实现减肥增效。
秸秆变炭基肥走上绿色利用之路
在吉林益丰宝生物质新材料有限公司秸秆炭化车间里，工人们正在联动操作一套机器。泛黄、杂糅、黏附在一起的玉米秸秆，通过传输带运至机器内后，就变成了黝黑、规整、独立的颗粒。
“这就是我们的分散式秸秆造粒厂，将秸秆炭化后，成为制作炭基缓释复合肥的原料。”北京三聚环保生物质项目负责人、吉林益丰宝生物质新材料有限公司执行董事兼首席执行官杨东梅介绍说。
柳河县是国家商品粮基地县，每年粮食丰收后留下海量的秸秆，这一方面意味着如果处理不当会埋下污染隐患，另一方面也意味着存在变废为宝的巨大潜力。“要实现天朗气清的美好环境，必须加大秸秆禁烧力度，走秸秆绿色利用之路。”柳河县县委书记陈旭升介绍说。
正是在这样的背景下，柳河县与吉林益丰宝生物质新材料有限公司达成战略合作伙伴，实施万吨级秸秆生物质综合循环利用项目，该项目由北京三聚绿能科技有限公司和通化化工股份有限公司共同出资建设。项目总投资5.8亿元，占地面积200亩，主要建设无氧低温生物质秸秆炭化装置4组、炭基缓释复合肥生产线2条，利用秸秆年产炭基复合肥10万吨。项目向上下游产业延伸，涵盖秸秆造粒厂、秸秆美植砖制造、玉米蛋白深加工等。项目的实施不仅从根本上解决秸秆禁烧难题，改善农村人居环境，还形成秸秆综合利用、复合肥土壤改良、玉米蛋白研发生产、清洁能源普惠的闭合式产业链条布局。目前，在全县15个乡镇都设有造粒厂，炭化装置在整个秸秆收储运一体化综合利用建设项目中居于核心地位，在整个产业链中起着承上启下的作用。
“随着分散式秸秆造粒站建设项目的竣工与运营，我们县秸秆可得到全消纳和零排放，将从根本上解决秸秆焚烧难题，减轻大气污染，减少雾霾天气，改善农村人居环境。”陈旭升说。
炭基肥还田优势产业提质增效
被誉为柳河县“名片”的华龙葡萄酒，是我国唯一一家以山葡萄浓缩汁为主要原料的葡萄酒生产企业，产品出口30年，多次获国际大奖。“包装、味道、产地、年份都是其次，真正的好葡萄酒是‘种’出来的！”柳河华龙酒业有限公司董事长孙广辉说。
“好葡萄是种出来的”，要实现农业提质增效，土壤是根本，肥料是关键。这其中，柳河县益丰宝万吨级秸秆生物质循环利用项目生产的炭基复合肥对改善土壤结构与提升土壤肥力都起到了很好的效果。
秸秆生物质循环利用项目的核心技术是“农作物秸秆炭化还田—土壤改良”。该技术具有国际领先水平的中温慢速热解炭化工艺、万吨级中温慢速热解炭化设备和炭化产物分离成套设备，在秸秆炭化工艺、生物质炭基复合肥制备技术、工业化规模方面都处于国际领先水平。2017年8月，该技术已通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定会鉴定，被业界誉为“打造生态农业、减少二氧化碳排放、实现土壤改良、化解秸秆利用难题的重要抓手”。
2018年，益丰宝生物质新材料有限公司与华龙酒业有限公司在柳河县胡家沟山葡萄园进行了山葡萄炭基土壤—植物营养调理技术试验示范，采用了炭基土壤调理剂（底肥）、炭基复合肥（基肥）和叶面肥（喷施肥）的处理试验，施用量分别是每株1.5公斤、0.5公斤和10毫升，与常规土杂有机肥（基肥，每株3公斤）进行了生长期的长势、成熟期的叶活性和葡萄产量及品质的分析。结果发现：单株与亩产都增产2倍以上，炭基土壤调理剂大幅度提升了葡萄果实的花青素含量（21%）和过氧化物歧化酶活性（71%），加工质量提升、效益突出，植株的抗逆性和稳定性也明显提升。
不仅是山葡萄，在别的作物种植上也有良好的效果。柳河县凉水河子镇友好水稻专业种植合作社社长孙景林种了生物质炭基肥水稻示范田，与常规田对照，在同一天插秧、施肥的情况下，示范田的水稻形状与株高都有明显优势，抗灾害能力也增强。“用了炭基复合肥，水稻产量与品质都上了新台阶，今年肯定又是一个丰收年。”孙景林说。
杨东梅说，使用炭基复合肥后，土壤有机质含量增加20%，氮磷钾无机肥减少5%~10%，每亩增产10%，每亩增收100~200元，水稻籽粒粗蛋白提高15%。“减肥减药、增产增收、提升品质，这是炭基肥三大最主要功效。”
中国石油和化学工业联合会副会长李润生表示，以低成本秸秆为原料生产炭基复合肥等高值环保产品，增效创收；让秸秆变废为宝，既减少化肥和农药的使用量，改良土壤，也减少农民的支出，增产增收。
期待补贴政策助推炭基肥发展
据杨东梅介绍，在秸秆生物质循环利用的全流程，都有对应的产业布局，比如，在产出环节，年产炭基复合肥约10万吨；在还田环节，布局有机玉米、有机大米、玉米蛋白、人参营养液、智能米筒等相关产品。
柳河县布局实施的全链条秸秆生物质综合利用项目建成后，每年可利用秸秆和畜禽粪便量160万吨，销售收入约20亿元，减少化肥使用量15%，增加农民收入1.5亿元，可提供约3000个就业岗位。
虽然该项目取得了良好的进展，但是仍受一些因素制约。“秸秆产生具有季节性，收集时间短、产品的周转率低，导致资金周转缓慢。为保障项目后期正常运行，企业要克服巨大的资金压力。”通化化工股份有限公司董事长王选忠说。
“目前东北地区土壤有机质退化、秸秆焚烧严重，为解决这些问题，该项目通过秸秆热解炭化还田技术，将秸秆生物质碳化制成炭基复合肥能够解决秸秆焚烧、土壤有机质提升问题等。”农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所副所长姚宗路，对该项目做出积极评价的同时也提出了后续发展中需要注意的问题。姚宗路认为：首先，在秸秆收储尤其是秸秆打捆上，要考虑打捆时地面表层土的问题，有时候地面潮湿，打捆时候容易将地表土带走；其次，在生物炭生产过程中，要注意二次污染，建议将热解油清洁回燃利用；再次，炭基复合肥要考虑到高附加值的经济作物，尤其是结合山葡萄、柳河大米等产业，实施果菜茶有机肥替代行动，提高产品品质和附加值；最后，政府应出台补贴政策鼓励使用炭基肥，探索补给谁、补贴多少等。
原农业部产业政策与法规司副司长贺军伟提出，“项目实施过程中可围绕产业产品产出，集成资源、人才、技术、资本等要素，构成秸秆收集造粒炭化—炭基复合肥生产及还田—作物种植—农产品收储—加工贸易全产业链，提高各环节的效益和效率。”
